Exercicis de comunicacions i TIC — Tecnologia i Digitalització 4t ESO

Emissor (qui envia), receptor (qui rep), missatge (la informació enviada), canal (el mitjà pel qual viatja) i codi (el conjunt de signes amb què es representa el missatge, com els 0 i 1).

És un conjunt de dispositius (ordinadors, mòbils, impressores...) connectats entre si. Serveix per compartir informació i recursos, com arxius, una impressora o la connexió a Internet, entre tots els dispositius connectats.

Vol dir guardar-la en servidors remots a través d'Internet, en lloc de fer-ho al propi ordinador o mòbil. Així s'hi pot accedir des de qualsevol lloc i dispositiu amb connexió, i les dades queden copiades fora del teu aparell.

100 Mbps / 8 = 12,5 MB/s.
El perquè: cada byte té 8 bits, així que per passar de bits a bytes cal dividir entre 8. Per això una connexió de «100 megues» descarrega com a màxim uns 12,5 MB cada segon.

Temps = mida / velocitat = 50 MB / 10 MB/s = 5 s.
El perquè: el temps de descàrrega és el quocient entre la mida de l'arxiu i la velocitat de transmissió, sempre que les unitats siguin coherents.

(a) És vàlida: quatre nombres entre 0 i 255.
(b) No és vàlida: 300 supera el 255.
(c) No és vàlida: només té tres nombres.
El perquè: cada nombre de l'adreça IPv4 s'escriu amb 8 bits (de 0 a 255). L'adreça IP identifica un dispositiu dins d'una xarxa.

Guiats: cable de coure i fibra òptica.
No guiats: ones de ràdio i infrarojos.
El perquè: els mitjans guiats condueixen el senyal pel cable (elèctric o de llum); en els no guiats el senyal es propaga lliurement per l'aire, com passa al Wi-Fi o a la telefonia mòbil.

Si es trenca el cable d'un ordinador, només aquest ordinador perd la connexió; els altres continuen funcionant.
Si falla el commutador central, es perd la comunicació de tota la xarxa.
El perquè: l'estrella és fàcil d'ampliar i de revisar, però depèn d'un punt central.

Cable: normalment és més ràpid i més estable, i no es veu afectat per interferències.
Wi-Fi: dona mobilitat i evita haver de passar cables per casa.
El perquè: la tria depèn de l'ús. Per a un ordinador fix que necessita velocitat és preferible el cable; per a mòbils i portàtils, el Wi-Fi.

HTTP és el protocol de transferència d'hipertext; la S de HTTPS indica que és segur: la comunicació va xifrada.
Amb HTTPS, el que envies (contrasenyes, dades bancàries) no pot ser llegit fàcilment per qui intercepti la connexió. És especialment important a les pàgines de banca, de compres i de qualsevol inici de sessió.
El perquè: HTTP envia les dades sense protegir.

Perquè la digital només ha de distingir entre dos valors, 0 i 1. Una petita interferència no impedeix reconèixer si és un 0 o un 1, i a més es poden corregir errors. L'analògica, en canvi, transmet un senyal continu on qualsevol pertorbació degrada la informació i és difícil de recuperar.

Perquè així la xarxa aprofita millor els camins: cada paquet pot anar per la ruta més lliure i, si un es perd o s'espatlla, només cal reenviar aquell i no tota la informació. En arribar a destinació, els paquets es tornen a ajuntar. És més eficient i fiable que enviar-ho tot d'una peça.

Avantatge: hi pots accedir des de qualsevol lloc i dispositiu, no ocupa espai al teu aparell i les dades queden copiades (no les perds si es trenca el mòbil). Inconvenient: necessites connexió a Internet per accedir-hi i has de confiar en l'empresa que guarda i protegeix les teves dades.

El phishing és una estafa amb correus o missatges falsos que suplanten una empresa de confiança (un banc, una xarxa social) per robar-te contrasenyes o dades bancàries. Pots detectar-lo per la urgència sospitosa, les faltes d'ortografia, adreces estranyes i enllaços rars, i perquè et demanen dades que una empresa de veritat mai no demanaria per correu.

Nombre de píxels = 1920 × 1080 = 2 073 600.
Bits = 2 073 600 × 24 = 49 766 400 bits.
Bytes = 49 766 $\tfrac{400}{8} = 6$ 220 800 bytes ≈ 6,22 MB.
El perquè: una imatge digital és un conjunt de píxels, i cada píxel necessita uns quants bits. Per això es comprimeixen les imatges (JPEG), perquè ocupin menys.

4 GB = 4000 MB = 4000 × 8 = 32 000 Mb (megabits).
Temps = 32 000 Mb / 200 Mb/s = 160 s = 2 min 40 s.
El perquè: cal fer servir la mateixa unitat: les connexions es donen en bits (Mbps) i les mides d'arxiu en bytes; hem de multiplicar per 8.

2,4 GHz = 2,4 · $10^{9}$ Hz: λ = 3 · $\tfrac{10^{8}}{2{,}4}$ · $10^{9}$ = 0,125 m = 12,5 cm.
5 GHz = 5 · $10^{9}$ Hz: λ = 3 · $\tfrac{10^{8}}{5}$ · $10^{9}$ = 0,06 m = 6 cm.
El perquè: com més gran és la freqüència, més petita és la longitud d'ona. Les ones de 5 GHz són menys capaces de travessar parets que les de 2,4 GHz, però permeten més velocitat.

(a) Una màscara /24 reserva 24 bits per a la xarxa i en deixa 32 − 24 = 8 per als dispositius. Hi ha $2^{8}$ = 256 adreces, de les quals en traiem 2 (xarxa i difusió): 254 dispositius.
(b) No serveix: 254 < 300.
Amb /23 els bits de host són 32 − 23 = 9, així que hi ha $2^{9}$ = 512 adreces i 512 − 2 = 510 dispositius. La màscara és 255.255.254.0. Com que 510 ≥ 300, ja n'hi ha prou.
El perquè: cada bit de host que afegim dobla el nombre d'adreces; la màscara indica quants bits són de xarxa i quants de host.

Distància total = 36 000 + 36 000 = 72 000 km.
Temps = 72 $\tfrac{000}{300}$ 000 = 0,24 s.
Una resposta, a més, ha de fer el viatge de tornada, així que el retard entre que algú parla i l'altre contesta és d'uns 0,5 s només per la distància. Això provoca silencis incòmodes i solapaments de veus.
El perquè: la llum va molt ràpida, però no instantània; a distàncies tan grans el retard es nota. Per això se sol fer servir fibra per a les trucades i satèl·lits per a zones aïllades.

T → W, E → H, C → F, N → Q, O → R, L → O, O → R, G → J, I → L, A → D.
El missatge xifrat és WHFQRORJLD.
No és segur perquè només hi ha 25 desplaçaments possibles: es poden provar tots en pocs segons. A més, cada lletra sempre es transforma igual, i amb l'anàlisi de les lletres més freqüents es pot descobrir la clau.
El perquè: la criptografia actual utilitza algoritmes amb claus molt llargues, que fan inviable provar totes les possibilitats.

En llocs remots o de difícil accés on no arriben els cables ni les antenes de mòbil: zones rurals aïllades, muntanya, mar obert, deserts o vaixells i avions en ruta. El satèl·lit cobreix grans àrees des del cel, així que hi porta comunicació on cap altre mitjà pot arribar fàcilment.

El DNS tradueix els noms de domini fàcils de recordar (com www.exemple.cat) a l'adreça IP numèrica del servidor corresponent. És útil perquè permet a les persones fer servir noms senzills en lloc d'haver de memoritzar números IP llargs i difícils per a cada web que volen visitar.

Primera: contrasenyes fortes i diferents per a cada servei, perquè si en descobreixen una no puguin entrar a la resta. Segona: la verificació en dos passos, que demana un segon codi i evita l'accés encara que et robin la contrasenya. Tercera: mantenir el sistema actualitzat i desconfiar d'enllaços sospitosos, per tancar forats de seguretat i no caure en estafes com el phishing.

La regla 3-2-1 diu: tenir 3 còpies de les dades (l'original i dues més), en 2 tipus de suport diferents (per exemple, disc extern i núvol) i 1 còpia fora de casa.
L'estudiant podria guardar l'original a l'ordinador, una còpia en un disc dur extern i una altra al núvol.
Cada part cobreix un risc: tenir més d'una còpia protegeix si una falla; suports diferents eviten que una mateixa avaria els afecti tots; la còpia externa protegeix d'un robatori, un incendi o una inundació.
El perquè: les dades es poden perdre per errors, avaries o atacs; la redundància és la millor defensa.

Consum: 3 × 25 + 2 × 4 = 75 + 8 = 83 Mbps.
Queda lliure: 600 − 83 = 517 Mbps.
Vídeos màxims: 600 / 25 = 24.
El perquè: l'ample de banda és com la capacitat d'una canonada: es reparteix entre tots els usos simultanis. Quan se supera, la qualitat baixa o la imatge es talla.

Velocitat = 44 100 × 16 × 2 = 1 411 200 bits/s ≈ 1,41 Mbps.
3 min = 180 s: 1 411 200 × $\tfrac{180}{8} = 31$ 752 000 bytes ≈ 31,75 MB.
MP3 a 128 kbps: 128 000 × $\tfrac{180}{8} = 2$ 880 000 bytes = 2,88 MB.
Reducció: 1 411 $\tfrac{200}{128}$ 000 ≈ 11 vegades.
El perquè: la compressió amb pèrdua elimina informació que gairebé no es percep. Això permet guardar més música i transmetre-la més ràpid.

Amb 8 bits: $2^{8}$ = 256 nivells; resolució ≈ $\tfrac{5}{256} \approx 0{,}0195$ V = 19,5 mV.
Amb 10 bits: $2^{10}$ = 1024 nivells; resolució ≈ $\tfrac{5}{1024} \approx 0{,}0049$ V = 4,9 mV.
El perquè: quants més bits té el convertidor, més fidel és la conversió del senyal analògic a digital. Un senyal digital no pot reproduir variacions menors que la resolució.

Cal instal·lar moltes més antenes, més petites i més properes entre si, perquè cadascuna cobreix una àrea més petita.
Els operadors combinen freqüències baixes (més abast i millor cobertura a l'interior d'edificis i en zones rurals) i altes (més velocitat en zones urbanes denses).
El perquè: hi ha un compromís entre velocitat i abast; instal·lar antenes costa diners, i a les zones poc poblades no compensa tenir-ne tantes.

Els atacants proven la contrasenya robada al correu i en altres serveis; si coincideix, poden entrar-hi i fins i tot recuperar altres comptes.
Amb 2FA, a més de la contrasenya cal un segon factor (un codi temporal que només té la persona). Si algú obté la contrasenya però no el codi, no pot entrar.
Una aplicació d'autenticació genera el codi al propi dispositiu; un SMS es pot interceptar o redirigir si algú aconsegueix duplicar la targeta SIM.
El perquè: cal fer servir contrasenyes diferents per a cada servei, i activar la 2FA quan és possible.

Un dia té 24 × 60 = 1440 minuts: 1440 × 12 = 17 280 bytes.
100 sensors durant 365 dies: 17 280 × 365 × 100 = 630 720 000 bytes ≈ 630,7 MB.
La capçalera (10 de 12 bytes) ocupa la major part del missatge: només un 17 % és informació útil.
Per estalviar, es poden agrupar diverses mesures en un sol missatge o utilitzar protocols lleugers, i així gastar menys dades i menys bateria.
El perquè: en l'Internet de les coses (IoT) hi ha molts dispositius i han de funcionar amb poca energia.